飞机电推进系统高效能电机及其驱动控制技术

飞机动力系统的电气化是继机载二次能源逐步统一为电能之后航空电气化发展的重要方向和高级阶段,能够大幅提升飞机动力系统能量利用效率,是航空业绿色发展的重要途径。电机系统是飞机电推进系统的核心机电能量变换环节,高效能电机、电力电子变换及其驱动控制技术是电推进飞机发展的基础支撑。该文从电推进飞机动力系统架构出发,分析电推进飞机电机系统的特征与要求。总结永磁同步电机、异步电机、电励磁无刷同步电机和超导电机4种类型电机在电推进飞机上的研究和应用现状,系统讨论电推进系统中不同类型电机和电机驱动器的关键技术。最后,展望新材料、新器件、新工艺、人工智能和综合热管理等技术对电推进飞机电机及其驱动控制技术发展的推动作用。

基于多源异构信息融合的采摘机械臂驱动控制研究

[目的]为了准确感知采摘机械臂的作业信息,提高驱动控制精度,需要对多自由度采摘机械臂的驱动控制模块进行优化设计。[方法]本研究将采摘机械臂各关节自由度、运动学以及动力学原理融合到设备结构中,完成了多自由度采摘机械臂等效模型的构建。基于构建的等效模型,确定多源传感器设备的安装位置,利用内部安装的传感器设备对机械臂的实时运行信息进行采集,获取位姿信息。同时,根据传感器的空间位置及其相互之间的作用进行信息分群,得出信息级融合结果,以此作为特征级信息融合结果的输入值,提取多源异构信息特征,并通过特征匹配完成融合操作,由此得出任意时刻采摘机械臂运行参数的检测结果。[结果]结合给定的采摘任务,计算采摘机械臂所需的驱动动力以及位姿数据,通过与当前数据的比对确定驱动控制量,利用装设的驱动控制器生成可执行的控制指令,完成驱动控制。与2种对照方法进行的对比试验显示,基于多源异构信息融合的驱动控制方法采摘机械臂的位置控制误差降低约25 mm,姿态角与驱动力控制误差分别降低了0.22°和6.32 mm,得出的控制数据更精准。[结论]由于多源异构信息融合技术能够发挥多种数据的优势,获取到更全面、更准确的位姿信息和控制数据,能够实现对目标果实的精准采摘,从而降低了采摘工作对果实的伤害,具有明显的对比优势和应用价值。

基于异质数据的复杂网络数据驱动控制

针对复杂网络难以控制,模型难以构建的问题,论文提出基于异质数据的复杂网络数据驱动控制策略。通过对不同时间、任意初始状态、不同最终状态输入输出和状态的异质数据进行重构,建立了基于异质数据集的采样轨迹表示方法,并依据该方法推导出适用于多种复杂网络模型的最小控制能量输入的两种计算方法,对计算方法需要的最少数据量进行了讨论,实现多种复杂网络的数据驱动控制,为复杂网络控制研究提供了新的方法。

新能源汽车电机驱动控制系统设计及仿真分析

本文主要探究了新能源汽车电机驱动控制系统的设计方案,并对电机转速进行了仿真实验。该系统使用STM32芯片,通过处理转子的位置、转速等信息,将设定转速与实际转速的偏差作为控制器的输入量,利用输出信号改变电机电压,进而实现对电机转速和转矩的控制,使实际转速实时跟踪设计转速。从仿真结果来看,实际转速与设计转速的误差维持在±5%以内,电机转速稳定,符合设计预期。

并网光伏发电机组中旋转机械驱动控制方法研究

并网光伏发电机组为了最大限度吸收太阳能,需要在面板底部安装旋转机械装置,以便可以随时调整方向,保证发电效率,该文研究了一种有效的并网光伏发电机组旋转机械驱动控制方法。计算并网光伏发电机组暂态响应和旋转机械动不平衡量,获取旋转机械的运行状态。将虚拟同步发电机控制策略、PI调节器和本体算法等自动化控制技术结合在一起,建立旋转机械驱动控制模型,控制并网光伏发电机组输出功率达到初始振荡幅值,实现对旋转机械的驱动控制。实验结果表明,该方法的振动幅度未超过0.6 cm,平均控制响应时间为1.28 s,失控率未超过7.5%,具有良好的驱动控制能力。

Ku波段差相移铁氧体锁式开关驱动控制方案

设计了一种差相移铁氧体锁式开关驱动控制方案,首先介绍了差相移铁氧体锁式开关的工作原理。然后,从控制电路、控制方法、一致性和温度补偿等方面进行了讨论分析,指出了设计制作过程中的关键控制点及控制方法。最后,设计了一款Ku波段差相移铁氧体锁式开关驱动器,在(-40~+70℃)温度范围内获得了良好的电性能指标,切换时间小于2μs。

表面桨无人艇驱动控制系统设计

论文给出了表面桨(也称“半浸桨”)无人艇的底层驱动控制方案,描述驱动控制系统组成,针对表面桨无人艇在波浪中能快速起滑控制的问题,提出一种采用纵倾角度与船体姿态自适应控制的方案,提高表面桨无人艇滑行控制对海况的适应性,为解决表面桨无人艇高速滑行驱动控制提供有效解决方案。

新能源汽车电机驱动控制技术研究

电气驱动控制作为新能源汽车中最为关键的部分之一,其与新能源汽车的运行稳定性和安全性密切相关。同时在当下新能源汽车的竞争中,电机驱动控制技术的先进性和应用效果,也直接影响了相关新能源企业的竞争力和市场份额。因此文章就对当下新能源汽车电机驱动的选择原则以及三种电机驱动控制技术的原理和应用展开了分析研究,以供参考。

D类功放多功能隔离驱动控制电路的设计

为解决现有D类功放静态损耗、背景噪声、抗干扰以及开机软启动和爆破声的问题,设计一款多功能隔离驱动控制电路。采用隔离检测电路对大功率电源电压进行隔离检测,产生欠压保护控制信号Vdc;采用精密全波整流电路检测有无音频输入,产生控制信号Vsc,采用集成运放构成施密特触发器,将有无音频输入控制信号Vsc与欠压保护控制信号Vdc进行逻辑线与,产生施密特触发器的触发控制信号Vc,决定施密特触发器输出的Voc状态,控制H桥隔离驱动电路工作状态,保证大功率电源在空载条件下安全启动;采用超低值电阻对脉动直流电流进行隔离检测放大,产生过流保护控制信号Iovc,叠加到斯密特触发器门限电压,迫使斯密特触发器输出Voc为高电平,关断H桥隔离驱动电路,实现过流或短路无触点保护控制;采用RC延迟电路对Voc进行延时适时控制,降低爆破声干扰,使整个系统达到了完美的效果,效率提高到95%以上,谐波失真大幅度降低,小于0.05%。

一类存在DoS攻击的非线性网络控制系统的弹性事件驱动控制

研究一种基于观测器的具有拒绝服务攻击的非线性网络控制系统的控制问题。为了能够抵抗非周期拒绝服务干扰攻击和节省网络通信资源,设计一种新的事件驱动控制策略,并计算出系统性能损失的最大值。首先,在利用T-S模糊方法建模时,建立一种模糊且具有网络时滞的控制系统模型;其次,通过Lyapunov稳定性理论,获得系统稳定的充分条件,同时给出事件驱动参数和观测器及控制器增益矩阵的设计方法;最后,通过卡车拖车系统的安全控制算例对结果进行验证。

随机非线性切换系统的周期事件驱动控制

针对随机非线性切换系统,为避免芝诺现象和减少通信资源的浪费,研究了基于采样数据的周期事件驱动控制问题。首先,利用融合切换信号技术,将闭环切换系统转换成具有状态延迟和融合切换信号的随机非线性切换系统;其次,在周期事件驱动方案下,通过构造合适的李雅普诺夫函数,在满足平均驻留时间的切换信号下,得到了闭环切换系统的均方指数稳定性的充分条件;再次,给出了状态反馈控制器和事件驱动参数的设计方法;最后,通过一个数值例子验证了所提出方法的有效性,该实验结果表明了在所设计的控制方法下,闭环切换系统的状态是均方指数稳定的,同时还能减少通信资源的消耗。

高分辨率激光编码器下电动汽车驱动控制

为了更好地完成电动汽车驱动控制,提出一种高分辨率激光编码器下电动汽车驱动控制方法。采用高分辨率激光编码器,采集电动汽车驱动系统运行关联输入信号,利用改进粒子群算法对全部信号进行预处理,辨识模型中全部待定参量,修正信号幅性偏差和正交性偏差。构建等效平均值模型,分析电动汽车驱动系统对零序环流的影响,将PID控制和模糊PID控制有效结合,建立电动汽车驱动控制器,进而完成电动汽车驱动控制。实验测试结果表明,所提方法可以获取较好的电动汽车驱动控制效果。

基于改进EMD阈值的伺服电机驱动控制仿真

伺服电机在运动过程中会产生噪声,影响控制精度,为此提出基于改进EMD阈值的伺服电机驱动控制方法。建立驱控一体的伺服电机数学模型,分析伺服电机驱动性能;通过伺服电机的速度检测和位置检测推导出伺服电机驱动控制的给定三相电流值,通过霍尔电流传感器采集电机实际电流,并通过改进EMD阈值小波滤波方法对采集到的电流实行去噪处理;在伺服电器驱动控制模型内计算给定三相电流值与实际电机电流的差值,在输入线性放大器内实现驱控一体的伺服电机驱动控制。仿真结果表明,所提方法的驱控一体伺服电机驱动控制精度高、抗干扰性强、效果好,更适合于实际应用。

硅基集成光开关阵列的高速驱动控制电路设计

通过分析光开关单元的物理结构,提出等效电学模型,用于模拟光开关单元的瞬态响应.基于该模型,针对光开关阵列设计高速驱动控制电路,结合仿真探究电压尖峰对光开关单元瞬态响应的影响.系统测试结果表明,驱动电路施加的电压信号的上升/下降时间为1.7/1.6 ns,能够满足高速光开关纳秒级切换速度的需求.在该驱动电路的配合下,光开关阵列的切换时间为2.1~5.9 ns,实现了较先进的高速光交换系统.

刮板输送机变频驱动控制系统的应用研究

本文针对刮板输送机变频驱动控制系统,对其进行了电气模型、动力学研究,同时,通过刮板输送机变频驱动系统模拟试验研究发现,在变频控制系统下的刮板输送机转矩性能良好,有效避免了冲击造成的停止运动现象。

基于硬冗余技术的跨座式单轨道岔驱动控制系统研究与实践

重庆市单轨道岔驱动控制系统一直采用安全型继电器构成的电气单元,其存在结构复杂、体积庞大且维修不便的缺点。为此,文章结合重庆市轨道交通2号线和3号线多年的道岔维护经验和创新实践,围绕数字化、智能化和网络化转型需求,应用新技术革命成果与轨道交通单轨道岔设备深度融合,进一步提高单轨道岔设备的可靠性与安全性水平。在不改变既有信号系统与道岔执行机构的前提下,遵循仅对道岔驱动控制系统中传统安全型继电器升级改造的原则,构建了基于西门子PLC硬冗余技术的道岔驱动控制系统,搭建了以S7—412H为核心的单轨道岔硬冗余驱动控制系统的硬件体系,制定了PLC硬冗余技术的单轨道岔驱动控制方法,提升了轨道交通运营的安全性和可靠性,为未来道岔控制系统的升级改造提供了一种科学的、合理的技术方案。

刮板输送机变频驱动控制系统的优化与应用

针对马脊梁矿综采工作面刮板输送机运行中存在的电机功率不平衡、电网冲击较大、断链与卡链事故多发等问题,针对性提出变频驱动控制系统改造方案,并在现场进行工业性试验。现场应用表明:刮板输送机变频驱动改造完成后,实现机头、机尾电机负载实时平衡,具备启停稳定、输出扭矩大等优势,节能降耗效果显著。

一种水冷电机的驱动控制装置的研究

当前矿山开采或者隧道工程中用的矿车有机械式或者风冷电机驱动形式,由于工况复杂,矿车不仅要求设备小型化,而且对载重量及牵引力需要很高,要求动力输出可靠、稳定并且可控,目前的矿车驱动形式对工况适应性不足,因此研制开发一种水冷电机的驱动控制装置来满足以上需求,既有实际应用价值,也有较高的创新及可研度。

饱和输入下一类多项式系统的数据驱动控制

研究了饱和输入下一类多项式系统的数据驱动控制问题.针对一类受噪声影响的未知多项式系统,设计了一种直接基于数据驱动的饱和控制器实现系统镇定,其中系统噪声具体形式未知但存在二次型上界.首先,在随机输入作用下离线采集系统的输入与输出数据.然后,通过采集到的离线数据以及平方和方法确定系统状态反馈控制器增益,引入的饱和约束机制可以对控制输入进行限幅.最后,通过在van der Pol振荡器系统中的数值仿真和电路实验验证了所提出控制策略的有效性.

基于S7-1200 PLC步进电机驱动控制系统设计

步进电机在数字控制系统中具有广泛应用。在广泛调研的基础上,研发一套步进电机驱动控制装置。该装置采用触摸屏作为上位机,S7-1200 PLC作为系统控制单元,集成有光电传感器、步进驱动器、步进电机、CM1241模块。对控制系统主要器件进行选型、电路设计、硬件接线与调试,还进行触摸屏界面设计以及PLC程序编写,可以实现基于触摸屏控制的电机点动、回原点、系统复位、绝对运动以及相对运动,而且基于Labview实现电机的远程控制。实验结果表明,该控制方案是双轴运动控制中一个较好的解决方案。